設計在建筑中應用的必要性與問題分析

鄭琪　耿濤

摘要：隨著經濟和技術的發展，城市夜間生活的日益豐富以及人民大眾文化品位的提高，城市及建筑物的光設計正日益受到人們的重視。但是目前由于技術和理論的局限性，這一領域正處于一個由無序到系統化的過渡階段，而建筑光設計領域也缺乏有力的理論指導，導致城市建筑光應用出現了很多問題。本文具體分析了光設計在現階段的建筑應用中存在的具體問題，并從多種角度闡述了建筑中的光環境應用的必要性與價值體現，介紹了建筑應用中應該遵循的光設計的功能性、美學性和綠色性原則，并期待未來建筑中光設計領域的蓬勃發展。

關鍵詞：光設計 建筑 必要性 問題分析

中圖分類號：J05 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2019）08-0090-03

一、光設計在建筑中應用的必要性與問題研究

（一）現階段建筑應用中照明設計的多樣性

自托馬斯·阿爾瓦·愛迪生1879年發明了電燈以后，人類對于物理照明的應用進行了不斷的探究，“光設計”不僅僅只運用于室內的基本生活照明，也逐步發展向室外的建筑照明設計。21世紀由于社會的融合與創新，計算機科學技術的進步與發展，使得現階段建筑應用中的照明設計在觀念、形式、功能上都產生不同的轉變。

1.觀念上的轉變

科學進步，城市發展，建筑應用中的照明設計已經發展為一種“非物質”的觀念。實現了生活的物質基礎后，人們對非物質的精神層面的追求越來越高，建筑的燈光設計更多的是表現建筑的文化內涵，表達其某種個性。而在對建筑“光設計”的過程中，現代科技的發展也推動照明系統的實現。建立在計算機的媒介上，“光設計”初期可以跨越物質層面對其后期預想的效果進行模型建立，通過多次模擬實驗，以求得合理且經濟的照明系統，這使得建筑室內外照明系統的搭建減少巨大的利益成本。

2.形式上的轉變

建筑照明的形式上，以材料與照明方式的改變最為突出。通過改變照明的角度、光通量、顯色性和材質等物理量，結合建筑本身的文化特征，創造出建筑室內外不同的“光設計”效果。相比于以往的建筑光設計形式，現代的光設計形式在很大程度上進行了改進，燈具的造型、光源的選擇、以及現代建筑材料的對比上都有了更多的選擇性。

3.功能上的轉變

建筑的“光設計”是現代城市商業化的產物，建筑物理照明已經從最初的基本照明轉化為更加融合于城市環境的氛圍照明，不僅滿足于夜環境的指引作用，更是突出了燈光的藝術氛圍的創造，突出建筑的形式感和層次感，已達到建筑文化與人們精神的結合，在夜間傳達著建筑本身的個性特征。而建筑的層次感可以通過改變照明方式、調整照明角度、合理搭配燈光顏色等方法獲得。

（二）光設計在建筑應用中的現狀與問題分析

現階段城市建筑應用中的“光設計”應用廣泛，國內外的發展也十分迅速。但作為一個新的領域，在發展的過程中也難免出現很多問題，諸如因為對可再生能源的利用不充分而產生的物理光源的利用不全面、因為技術的局限性而產生照明的整體系統不夠完整、因為對照明系統的不合理利用而產生的光污染現象和因為城市基礎不平衡而出現的地域性等問題。從多層次分析問題如以下幾點：

1.從設計層面分析

由于建筑設計與后期的照明設計是不同的兩個領域，很容易造成設計的脫節，也因此導致了現在的建筑風格和照明風格不統一的現象。與國外的照明技術相比，我國的照明系統更多的建立在照明的理論技術上的，僅僅通過調整照明的燈具、照度、光源等參數化來研究人得視覺感受，并沒有成為一種設計方法，一種藝術的、美學方面的體驗。與此同時，建筑的理論與技術的發展，在結構和材料上也很大的改變，這需要建筑的“光設計”在多方面的與建筑的形式、結構和文化方面同步。

2.從技術層面分析

隨著科技的不斷突破，不同形式的光源解放了燈具在造型上的限制，但在實質性施工階段，由于建筑立面的材料的不同，燈具的造型和安裝的形式不能與建筑的表面不能貼合，打破了原本的完整性。例如在建筑中采用大量的透明或半透明材質，這時燈具的形式就得考慮隱蔽性較高的燈具，安裝的方式可以用燈架外露或者遮蔽物內藏的方法，在不打破建筑物表面完整性的同時給到適度的照明。

3.從“光環境”的整體創造層面分析

建筑是城市的建筑，建筑的照明設計也應該是城市的，是構成城市夜景的一個主要的組成部分。在考慮建筑照明的同時，更應該關注的是建筑本身與其周圍環境的某種互動性，達到與城市的協調性，在整體環境中表現出建筑本身的特色，而不是將建筑作為一個單一的部分。

（三）光設計在建筑中應用的必要性與價值體現

隨著現代城市的發展，建筑群體的大量衍生，建筑的“光設計”越來越受到重視，不僅僅作為城市夜景的基本構成元素，更在某種層面上表達建筑本身的魅力和文化。當建筑處于一種黑暗的環境中，我們不能夠看到建筑本身，更無法對其做出回應，建筑中照明設計的應用塑造了建筑的空間感受和文化意涵。

圖1、2為島嶼由紐約當代藝術建筑師Vito-Acconci所設計，是一座位于河中央的水上劇場，它是格拉茲成為2003歐洲文化之都其中一個項目。夜晚，在燈光的營造下，咖啡吧頓時變成了氣氛迷離的酒吧。劇場和咖啡吧之間，也就是正反兩碗的銜接處，是由斜坡所組成，像是迷宮一樣的過渡空間。

光是世界萬物的一種獨特形態，是非物質的遺存，在現實感官上來說，光是沒有形體科研的，但在照明設計中，卻是一種可控的、有規律可循的物質形態。在建筑空間應用中，它表達著一種積極向上的態度，不僅為人類提供工作面的基礎照明，而且通過技術對光的控制，我們實現了對光的再設計，在城市環境中傳達建筑本體的魅力，并通過與周圍環境的融合，形成完整的建筑光環境。

二、光設計在建筑中應用的設計原則

（一）功能性應用原則

關于“光設計”探索的過程中，功能性是第一原則。建筑大師密斯.凡.德羅提出的“少即是多”的理念即使在人類物質豐富、計算機科技發達的現代仍然是基本的原則，“少”不是簡單，而是對于設計提出的一個態度，一個基于功能性上的簡約美學追求。對于“光”的設計，我們更多的是去探求一個合理且合適的“度”，避免過多的裝飾性而失去建筑本身的作用，例如在建筑光設計上大量使用光通量較大和色溫較高的照明系統就會產生夜晚如白晝的現象，甚至使人產生眩光的視覺刺激，造成影響建筑本身功能性的使用。

（二）美學性設計原則

在滿足建筑應用中照明系統的功能性的同時，我們也要考慮“光”的美學原則，即形式與功能的統一。但也是由建筑最終所到達到的目的而定，例如在世界各地舉辦的燈光節，如圖3、4所示。更關注場景氛圍的創造，通過對燈的光通量、色溫、顯色性等控制，打造層次豐富的藝術光環境。

不同的建筑有其獨特的建筑美學魅力，而建筑的“光”設計可以通過照明方式和不同材質的物理照明來達到突出建筑的作用。勒?？虏嘉饕砟暝谒挠斡浿刑岬健疤K萊曼清真寺四個尖塔上的燈鏈，勾勒出該寺那謎一樣的外形”，利用條形燈光勾勒稱呼建筑的外形，以此來烘托寺廟的神秘，和彰顯人們對寺廟的景仰之心。建筑應用中光的運用不僅塑造了建筑夜間照明的三維空間，更是賦予了建筑以精神內涵。

（三）綠色可持續原則

建筑“光環境”的綠色原則即綠色照明原則，綠色照明就是通過科學的照明設計，采用效率高、壽命長、安全和性能穩定的照明電器產品（電光源、燈用電器附件見、燈具、配線器材以及調光控制和控光器材），改善人們工作、學習、生活的條件和質量，從而創造一個高效、舒適、安全、經濟、有益的環境，充分體現現狀文明的照明。

隨著科技的發展生活的進步，人類對精神世界的不斷追求，燈光的作用也從基本的環境照明發展到對精神層面的表達，對美的感知。在此背景下的建筑照明對于電能使用是十分巨大的，而電能的利用不充分和過度使用而造成“光污染”。

“光污染”出現于上世紀初期，主要是由于城市夜間用電的不當和建筑的照明系統的浪費，而且隨著玻璃建筑幕墻的出現，過度的晝夜光源反射對城市造成光影泛濫，影響市民的正常生活。為了響應十八大“美麗中國”的概念，在建筑的光環境設計上，設計師們應該掌握好照明工具的照度，了解建筑室內外材料的反射系數，盡量避免不必要的光污染。

三、光設計在建筑中體現和創造藝術形式的方法

（一）照明方式創造建筑光設計的美學藝術表現

建筑的“光設計”以光為媒介，以建筑本身為載體，在建筑的夜景照明中起著關鍵作用，通過不同的照明方式來體現設計中的美學藝術是創造建筑光環境的重要手法。在實際的照明工程中，根據建筑的主題和內容，光設計通常會以某個層次作為照明的主要方式，使其變得具有獨特的美學形式，在照明層次的劃分中需要考慮以下幾點：

1.主次分明，突出重點

在整體運用建筑面的大面積環境照明的前提下，確定建筑局部的重點照明（建筑入口、標志、裝飾結構、細節表現等），使得建筑并不是完全整體的、完全平均的發光，而是有細節、有主次、有節奏的整體照明系統。

2.照射角度合理，照度適中

建筑照明中的燈具走位很多時候要根據建筑材質和結構而定，照射角度不能垂直于照面，照度要根據建筑照射面材質的反射度調整適中的光通量，在設計前期應該進行多次照射模擬，確定最終方案設定，選擇出合理的照射方式及角度，盡量照出建筑面原有的質感和特點，并利用好燈光對建筑進行美化。

3.色彩明快，色溫合理

光的顏色主要是由光源的溫度決定的，色溫越高，光色越冷，一般在實際運用時應該與建筑的文化性格相結合。不同的光源有不同的顏色，其所產生的藝術美學效果也是不同的。同時，有色光的表現力很強，所以在表現特殊建筑體系時還要考慮周邊光環境的因素，盡量避免眩光和光污染現象，減小對周圍環境和人們生活的影響。

（二）建筑結構照明創造藝術光設計構圖形式

隨著異形結構建筑的產生，建筑的結構形式也決定了其照明設計的構圖形式。傳統建筑結構在照明設計中我們可以在相對秩序化的載體上采用規律性的構圖方式，但在異形結構的建筑中，這種規律性就得根據建筑的材質、三維空間和建筑文化進行再排序，以求得一個相對規律可循的系統參數。異形建筑的結構在很大程度上與裝飾的美學形式有關，這也將改變其“光設計”的藝術形式，附著于建筑結構的燈光，勾勒出建筑的骨架，通過照明手法的處理，賦予建筑夜景以色彩、肌理和空間效果。

對于現在大量的建筑來說，其主要的構圖方式與以往的建筑形式不同，更多偏向于一種三維的構圖方式，照明工程師通過對燈光的控制，通過燈光的對比、漸變、放射等方式實現建筑“光環境”的處理。

（三）照明技法創造多樣的建筑光設計感官體驗

在建筑的“光設計”中，以建筑本體為載體，形成三維空間的圍合，通過照明設計產生的光環境，將實體建筑與虛擬的燈光空間結合起來，形成一個飽滿完整的感知體驗。燈光可以與音樂、流水等結合，實現“光”的視覺、聽覺和觸覺的感官體驗。

如圖4、5，通過新型照明技法，對燈具的防水和顯色性都作以改進，控制燈光的色溫，改變燈光的色彩，參考水的流動性和透光性，實現燈光與流水的結合。

總結

對于建筑“光”的設計，我們更多的體會是建立在城市發展的大環境的基礎上，也正是因為經濟發展，人們對非物質性的精神層面的追求，推動這建筑照明事業的發展。照明系統的設計從功能上、形式上都堅持以人為本的原則，遵循綠色環保設計的理念，以營造符合建筑本體文化且適于周圍環境共生存的光環境氛圍為目標，樹立良好的城市建筑夜間形象，推動城市商業化的發展?？萍荚谶M步，社會在發展，照明設計這一行業正蓬勃發展，建筑的“光設計”領域還有很大的進步空間。